D’étranges particules d’antimatière capturées sur la Station spatiale déroutent les scientifiques

Par conséquent, en raison de leur étrangeté, les rapports (aucun officiel) sur ces dix événements étranges ont conduit les physiciens théoriciens à penser que ces particules ne peuvent être expliquées qu’avec des théories alternatives, c’est-à-dire en recourant à une physique totalement nouvelle qui va au-delà l’actuel.

Comme une tempête dans le désert

Bien sûr, dix particules cosmiques étranges sur 200 milliards sur 15 ans peuvent sembler une petite chose, mais dans un article qui vient d’être publié dans ‘Examen physique D«Les chercheurs de l’Institut Périmètre de physique théorique au Canada et de l’Université Johns Hopkins aux États-Unis comparent ces détections à la rencontre d’une tempête au milieu du désert.

Dans leur étude, les auteurs envisagent la possibilité que nous soyons confrontés à la manifestation d’une physique totalement nouvelle, au-delà du Modèle Standard, la grande théorie qui, depuis près de 80 ans, classe les composants les plus intimes de la matière et les lois qui les régissent. gouverne. Et ils vont même jusqu’à suggérer que la matière noire pourrait être impliquée dans l’affaire.

Le mystère de l’antimatière

Chaque particule fondamentale de la matière « ordinaire », chaque électron, proton, neutron, neutrino ou quark, a une contrepartie, une sorte d’« image miroir » qui a, inversée, les mêmes caractéristiques sauf une, la charge électrique, qui est opposé. C’est ce que nous appelons une « antiparticule ».

En théorie, les antiparticules telles que les positrons, les antineutrinos et les antiquarks auraient dû émerger du Big Bang en quantités égales à celles de leurs « partenaires », les électrons « normaux », les neutrinos et les quarks. Et en raison de leurs charges opposées, ils auraient dû s’annuler rapidement (1 – 1 = 0), laissant derrière eux un léger nuage de rayons gamma.

Mais il suffit de jeter un coup d’œil « là-haut » pour se rendre compte que cela ne s’est pas produit, que tout ce que nous voyons dans l’Univers est de la matière « normale », et qu’il n’y a aucune trace de l’antimatière correspondante. Evidemment, si nous en sommes là, c’est parce qu’il y a eu un « déséquilibre » qui a conduit à un excès de matière. Mais nous ne savons pas quel aurait pu être ce déséquilibre, ce qui signifie qu’il y a là quelque chose que nous n’avons pas encore compris.

Malgré tout, l’antimatière, en petites quantités, se manifeste dans certaines conditions, que ce soit dans les collisionneurs de particules ici sur Terre, ou dans la nature, qui continue de produire une petite quantité d’antiprotons et d’antineutrons lors d’événements catastrophiques de haute énergie, comme l’explosion de. une étoile. Mais même dans de telles situations exceptionnelles, la plupart des particules d’antimatière sont annihilées presque dès leur naissance lorsqu’elles rencontrent leurs « alter ego » de matière ordinaire et s’annulent, même si une petite fraction d’entre elles parviendra à s’échapper et à survivre. , entrant occasionnellement en collision avec des détecteurs terrestres.

Antiparticules rares

Nous arrivons ainsi aux dix détections étranges du spectromètre magnétique Alpha à bord de l’ISS. Des événements impliquant des antiprotons et des antineutrons sous la forme de noyaux d’antihélium, une union rare qui, pour avoir lieu, aurait nécessité que les antiparticules se déplacent très lentement et soient également densément emballées, des choses qui ne se produisent normalement pas.

Fait intéressant, pour chaque noyau d’antihélium comportant deux antineutrons (un isotope appelé antihélium-4), les chercheurs en ont trouvé deux avec un seul antineutron : l’antihélium-3. Ce qui, basé uniquement sur la physique établie, ne pourrait se produire qu’avec un rapport isotopique de 10 000 pour un.

Par conséquent, quel que soit le processus créant les deux types d’isotopes de l’antimatière et les envoyant dans notre direction, il n’était pas aussi sélectif quant à la taille de l’antihélium que les processus connus, ce qui suggère que les conditions initiales incluent que ces « blocs de construction subatomiques » se déplaçaient incroyablement lentement avant étant éjecté.

Plusieurs scénarios possibles

Une possibilité serait que le détecteur ait capturé la désintégration d’une particule actuellement inconnue, peut-être même la matière noire. Mais même si une telle particule existait, la question demeure de savoir comment elle a pu voler à travers le cosmos sans entrer en collision avec quoi que ce soit et à une fraction seulement de la vitesse de la lumière.

Une autre possibilité dans le même scénario, spéculent les chercheurs, est qu’une concentration de plasma incroyablement chaud et en expansion rapide, constitué de particules connues, soit capable de générer à la fois la bonne poussée et la bonne proportion de noyaux d’antihélium. Le problème, c’est que de telles « boules de feu » n’ont jamais été observées. Il se pourrait donc que nous soyons confrontés à de rares collisions entre des masses de matière noire contenant des quantités suffisantes d’antiquarks.

La possibilité de « naines noires »

Un deuxième scénario possible concerne ce que l’on appelle les « naines noires ». Ces boules hypothétiques de photons sombres, d’électrons sombres et de neutrons sombres pourraient également entrer en collision les unes avec les autres pour créer des conditions susceptibles d’émettre de l’antihélium aux taux mesurés.

Cependant, il convient de noter qu’aucun de ces modèles n’a encore été entièrement développé et qu’il existe un débat approfondi sur les détails possibles. Et nous ne parlons que de la physique que nous connaissons. Et personne n’a encore été capable de détecter directement la matière noire, ni de comprendre pleinement son fonctionnement.

Cependant, bien que très spéculatifs, les efforts des chercheurs ne sont pas vains. Qui sait, en effet, si, enfouie dans les mathématiques complexes de ses propositions, on ne trouvera pas la « graine » qui nous permettra de démêler ce qui a pu créer ces 10 étranges particules d’antimatière. Davantage de détections par AMS-02 pourraient aider à donner une image plus claire. Ou ils pourraient également confirmer que quelque chose d’inattendu dans les confins de l’espace est en train de construire des atomes d’antimatière, nous narguant depuis les ombres lointaines.